15.4.2 Change Buffer

Change buffer是一种特殊的数据结构，当二级索引(secondary index)页发生更改时且受影响的页不在buffer pool中，change buffer用来缓存这部分的更改。由INSERT, UPDATE, DELETE操作(DML)导致的缓存变化，会在其它读操作使将相关页加载到buffer pool中后进行合并(merge)操作。

不像聚簇索引，二级索引通常是非唯一的，并且二级索引的插入操作相对随机。同样，删除和更新操作对二级索引页的更改在索引树中也不是顺序的。当其它(读)操作将相关的受影响的页加载到buffer pool后，再对缓存的变化进行合并操作，避免了从磁盘读取二级索引页所需要的大量随机访问io。

系统空闲时，purge操作定期将更新的索引页写入磁盘，索引页在slow shutdown时，也会将更新的索引页写入磁盘。相比每个索引值变化立即写磁盘, purge将一系列变化的索引值写入磁盘更加高效。

在有大量的索引需要更新或影响大量的行数时，change buffer merging操作可能需要数小时。此时，磁盘的I/O会上升，会导致磁盘的相应变慢。change buffer merging操作可以发生在事务提交后，server关机和重启之后，更多参考15.20.2 Forcing InnoDB Recovery

在内存中，change buffer占用InnoDB buffer pool的一部分。在磁盘上，它是系统表空间的一部分，因此在数据库重启期间，索引更改一直保持缓冲。

change buffer缓存的数据（操作）类型由参数innodb_change_buffering来配置,参考15.6.4 Configuring InnoDB Change Buffering。同样可以配置change bufer的大小，参考15.6.4.1 Configuring the Change Buffer Maximum Size。

当二级索引包含降序索引列时或者主键包含降序索引列时，此时不支持change buffering。

Change Buffer监控

InnoDB标准状态信息输出有change buffer的相关状态信息。
```
mysql> SHOW ENGINE INNODB STATUS\G
```

Change buffer相关的信息在INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX的下边:

-------------------------------------
INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX
-------------------------------------
Ibuf: size 1, free list len 0, seg size 2, 0 merges
merged operations:
 insert 0, delete mark 0, delete 0
discarded operations:
 insert 0, delete mark 0, delete 0
Hash table size 4425293, used cells 32, node heap has 1 buffer(s)
13577.57 hash searches/s, 202.47 non-hash searches/s

以上的大部分信息同样可以在INFORMATION_SCHEMA.INNODB_METRICS表中看到。可以执行以下查询来获取相关的状态项及其介绍:
```
SELECT NAME, COMMENT FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_METRICS WHERE NAME LIKE '%ibuf%'\G
```
关于INNODB_METRICS表的使用，参考15.14.6 InnoDB INFORMATION_SCHEMA Metrics Table
INFORMATION_SCHEMA.INNODB_BUFFER_PAGE表提供了buffer pool中每个页的元数据信息，包括change buffer index and change buffer bitmap pages。Change buffer页可以通过PAGE_TYPE来标识。IBUF_INDEX是change buffer index页，IBUF_BITMAP是change buffer bitmap页。

Warning

对INNODB_BUFFER_PAGE表的查询可以能会导致严重的性能问题。为避免影响性能，可以在测试环境进行测试。

例如，可以查询INNODB_BUFFER_PAGE表以确定IBUF_INDEX和IBUF_BITMAP页面的大致数量占总缓冲池页面的百分比。

mysql> SELECT (SELECT COUNT(*) FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_BUFFER_PAGE
       WHERE PAGE_TYPE LIKE 'IBUF%') AS change_buffer_pages,
       (SELECT COUNT(*) FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_BUFFER_PAGE) AS total_pages,
       (SELECT ((change_buffer_pages/total_pages)*100))
       AS change_buffer_page_percentage;
+---------------------+-------------+-------------------------------+
| change_buffer_pages | total_pages | change_buffer_page_percentage |
+---------------------+-------------+-------------------------------+
|                  25 |        8192 |                        0.3052 |
+---------------------+-------------+-------------------------------+

关于INNODB_BUFFER_PAGE表更多的信息，参考15.14.5 InnoDB INFORMATION_SCHEMA Buffer Pool Tables

Performance Schema提供了change buffer mutex wait的高级性能监控:

mysql> SELECT * FROM performance_schema.setup_instruments
     WHERE NAME LIKE '%wait/synch/mutex/innodb/ibuf%';
+-------------------------------------------------------+---------+-------+
| NAME                                                  | ENABLED | TIMED |
+-------------------------------------------------------+---------+-------+
| wait/synch/mutex/innodb/ibuf_bitmap_mutex             | YES     | YES   |
| wait/synch/mutex/innodb/ibuf_mutex                    | YES     | YES   |
| wait/synch/mutex/innodb/ibuf_pessimistic_insert_mutex | YES     | YES   |
+-------------------------------------------------------+---------+-------+

关于InnoDB mutex waits的监控，参考15.15.2 Monitoring InnoDB Mutex Waits Using Performance Schema

15.4.2 Change Buffer

15.4.2 Change Buffer

Change Buffer监控

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